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Hybrid bonding of GaAs and Si wafers at low temperature by Ar plasma activation

Journal of Semiconductors 2024年第4期45卷 69-75页

作者： Rui Huang Zhiyong Wang Kai Wu Hao Xu Qing Wang Yecai Guo School of Electronic and Information Engineering Wuxi UniversityWuxi 214105China Institute of Advanced Technology on Semiconductor Optics&Electronics Institute of Laser EngineeringBeijing University of TechnologyBeijing 100124China

High-quality bonding of 4-inch GaAs and Si is achieved using plasma-activated bonding *** influence of Ar plasma activation on surface morphology is *** the annealing temperature is 300℃,the bonding strength reaches a maximum of 6.2 *** addition,a thermal stress model for GaAs/Si wafers is established based on finite element analysis to obtain the distribution of equivalent stress and deformation variables at different *** shape varia-tion of the wafer is directly proportional to the annealing *** an annealing temperature of 400℃,the maximum protrusion of 4 inches GaAs/Si wafers is 3.6 *** interface of GaAs/Si wafers is observed to be dense and defect-free using a transmission electron *** characterization of interface elements by X-ray energy dispersion spectroscopy indi-cates that the elements at the interface undergo mutual diffusion,which is beneficial for improving the bonding strength of the *** is an amorphous transition layer with a thickness of about 5 nm at the bonding *** preparation of Si-based GaAs heterojunctions can enrich the types of materials required for the development of integrated circuits,improve the performance of materials and devices,and promote the development of microelectronics technology.

关键词： plasma-activated bonding bonding strength thermal stress model mutual diffusion

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